本發(fā)明涉及空氣源熱泵領(lǐng)域，尤其涉及一種空氣源熱泵蒸汽機(jī)。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源危機(jī)的加劇，傳統(tǒng)的供熱方式面臨著能源短缺和環(huán)境污染等問(wèn)題。空氣源熱泵蒸汽機(jī)技術(shù)作為一種高效節(jié)能的供熱設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。它能夠利用空氣中的低品位熱能進(jìn)行制熱，相比傳統(tǒng)的直接燃燒能源的方式，大大減少了能源的消耗。例如，在相同的供熱需求下，空氣源熱泵蒸汽機(jī)的能耗可能僅為電加熱設(shè)備的三分之一左右，這對(duì)于緩解能源壓力具有重要意義?？諝庠礋岜谜羝麢C(jī)的工作原理與制冷技術(shù)密切相關(guān)。制冷技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，已經(jīng)積累了豐富的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。熱泵技術(shù)實(shí)際上是制冷技術(shù)的逆向應(yīng)用，利用制冷劑在蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和節(jié)流裝置之間的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)熱量從低溫環(huán)境向高溫環(huán)境的轉(zhuǎn)移。例如，空調(diào)系統(tǒng)中的制冷循環(huán)通過(guò)調(diào)整閥門和運(yùn)行模式，就可以轉(zhuǎn)換為制熱循環(huán)，這為空氣源熱泵蒸汽機(jī)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

2、中國(guó)專利公開號(hào)cn220061703u公開了一種復(fù)疊式空氣源熱泵蒸汽機(jī)，包括第一級(jí)熱泵循環(huán)和第二級(jí)熱泵循環(huán)，第一級(jí)熱泵循環(huán)包括依次連接形成循環(huán)回路的第一級(jí)熱泵壓縮機(jī)、蒸發(fā)冷凝器、第一級(jí)節(jié)流裝置、蒸發(fā)器和氣液分離器，第二級(jí)熱泵循環(huán)包括依次連接形成循環(huán)回路的第二級(jí)熱泵壓縮機(jī)、蒸汽發(fā)生器、第二級(jí)節(jié)流裝置和蒸發(fā)冷凝器，第一級(jí)熱泵循環(huán)和第二級(jí)熱泵循環(huán)通過(guò)蒸發(fā)冷凝器連接并進(jìn)行換熱，蒸汽發(fā)生器包括自上而下設(shè)置的換熱管束一、換熱管束二、換熱管束三，蒸汽發(fā)生器還連接有噴淋裝置，噴淋裝置安裝于換熱管束二上方。由此可見(jiàn)，該發(fā)明復(fù)疊式空氣源熱泵蒸汽機(jī)存在由于蒸發(fā)不均勻?qū)е轮评鋭┑难h(huán)不穩(wěn)定的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提供一種空氣源熱泵蒸汽機(jī)，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中由于由于蒸發(fā)不均勻?qū)е轮评鋭┑难h(huán)不穩(wěn)定的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種空氣源熱泵蒸汽機(jī)，包括：

3、熱能交換模塊，包括通過(guò)制冷劑的自發(fā)蒸發(fā)轉(zhuǎn)化為制冷劑氣體的過(guò)程吸收外界空氣中熱能的蒸發(fā)器、與所述蒸發(fā)器相連用以檢測(cè)蒸發(fā)器的空氣進(jìn)入流量的氣體流量傳感器、用以將氣態(tài)壓縮制冷劑中的熱量傳遞至循環(huán)蒸汽中以輸出換熱蒸汽的中間經(jīng)濟(jì)器、與所述中間經(jīng)濟(jì)器相連用以對(duì)進(jìn)水進(jìn)行初次加熱以輸出初級(jí)熱水的初級(jí)換熱組件以及與所述初級(jí)換熱組件相連用以對(duì)所述初級(jí)熱水進(jìn)行繼續(xù)加熱以輸出次級(jí)熱水的次級(jí)換熱組件；

4、其中，所述次級(jí)熱水的溫度大于所述初級(jí)熱水的溫度；

5、動(dòng)力模塊，其與所述熱能交換模塊相連，用以提供所述制冷劑氣體循環(huán)的動(dòng)力，包括用以壓縮制冷劑的壓縮機(jī)；

6、控制模塊，其分別與所述熱能交換模塊、所述動(dòng)力模塊以及所述節(jié)流模塊相連，用以根據(jù)所述制冷劑的熱效率的平均值確定是否調(diào)整所述壓縮機(jī)對(duì)所述制冷劑的氣體體積的壓縮比例，或，根據(jù)所述蒸發(fā)器的空氣進(jìn)入流量確定蒸發(fā)器的熱量流通狀態(tài)和調(diào)整方式，包括，調(diào)節(jié)蒸發(fā)風(fēng)機(jī)的單次最大風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整幅度，

7、或，根據(jù)所述蒸發(fā)器的蒸發(fā)氣體的分布密度確定所述壓縮機(jī)對(duì)制冷劑的壓縮壓力。

8、進(jìn)一步地，所述初級(jí)換熱組件包括：

9、循環(huán)蒸發(fā)第一輸送管，其與所述中間經(jīng)濟(jì)器相連，用以將循環(huán)閃蒸器輸出的循環(huán)蒸汽輸送至中間經(jīng)濟(jì)器；

10、第一氣泵，其設(shè)置在所述循環(huán)蒸發(fā)第一輸送管上，用以將所述初級(jí)降溫蒸汽輸送至第一顆粒捕捉器；

11、第一顆粒捕捉器，其與所述第一氣泵通過(guò)循環(huán)蒸發(fā)第一輸送管相連，用以對(duì)所述初級(jí)降溫蒸汽進(jìn)行顆粒捕捉以輸出換熱用蒸汽；

12、第二氣泵，其設(shè)置在所述第一顆粒捕捉器和所述中間經(jīng)濟(jì)器之間，用以將所述換熱用蒸汽輸送至中間換熱器；

13、循環(huán)閃蒸器，其與所述循環(huán)蒸發(fā)第一輸送管相連，用以將所述次級(jí)降溫?zé)崴D(zhuǎn)化為所述循環(huán)蒸汽和循環(huán)用熱水；

14、循環(huán)蒸發(fā)第二輸送管，其與所述循環(huán)閃蒸器相連，用以將所述次級(jí)降溫?zé)崴斔椭裂h(huán)閃蒸器；

15、初級(jí)換熱器，其分別與補(bǔ)水泵和所述循環(huán)蒸發(fā)第二輸送管相連，用以將次級(jí)換熱器輸出的次級(jí)換熱蒸汽的熱量傳遞至進(jìn)水中以將進(jìn)水轉(zhuǎn)化為初級(jí)熱水。

16、進(jìn)一步地，所述次級(jí)換熱組件包括：

17、初級(jí)熱水輸送管，其與所述初級(jí)換熱器相連，用以將所述初級(jí)熱水輸送至次級(jí)換熱器；

18、第一不銹鋼單向閥，其設(shè)置在所述初級(jí)熱水輸送管上，用以防止初級(jí)熱水向初級(jí)換熱器的方向進(jìn)行流動(dòng)；

19、循環(huán)高溫泵，其設(shè)置在所述初級(jí)熱水輸送管上，用以提供初級(jí)熱水的輸送動(dòng)力；

20、第二不銹鋼單向閥，其設(shè)置在所述循環(huán)高溫泵與次級(jí)換熱第一外牙之間，用以防止初級(jí)熱水回流至循環(huán)高溫泵；

21、次級(jí)換熱第一外牙，其與次級(jí)換熱器相連；

22、次級(jí)換熱器，其與所述次級(jí)換熱第一外牙相連，用以將初級(jí)熱水轉(zhuǎn)化升溫轉(zhuǎn)化至次級(jí)熱水；

23、溫度傳感器，其與所述次級(jí)換熱第一外牙相連，用以檢測(cè)所述初級(jí)熱水的溫度；

24、次級(jí)換熱第二外牙，其與所述次級(jí)換熱器相連；

25、次級(jí)換熱輸出管路，其與所述次級(jí)換熱第二外牙相連，用以將所述次級(jí)熱水輸送至高溫閃蒸器中；

26、高溫閃蒸器，其通過(guò)閃蒸第一外牙與所述次級(jí)換熱輸出管路相連，用以將所述次級(jí)熱水轉(zhuǎn)化為目標(biāo)高溫水蒸氣；

27、第二壓力傳感器，其與高溫閃蒸器相連，用以檢測(cè)高溫閃蒸器的內(nèi)部氣壓；

28、高溫閃蒸第一外牙，其與高溫閃蒸器相連；

29、高溫閃蒸第二外牙，其設(shè)置在遠(yuǎn)離高溫閃蒸第一外牙的高溫閃蒸器一側(cè)；

30、電加熱器，其與高溫閃蒸器相連，用以提供次級(jí)熱水轉(zhuǎn)化為目標(biāo)高溫水蒸氣所需的熱量。

31、進(jìn)一步地，在所述次級(jí)換熱輸出管路上還設(shè)置有用以對(duì)次級(jí)熱水的輸送壓力進(jìn)行檢測(cè)的第三壓力傳感器和用以對(duì)次級(jí)熱水的輸送壓力進(jìn)行降低的減壓閥。

32、進(jìn)一步地，所述熱能交換模塊還包括：

33、循環(huán)用熱水輸送管路，其設(shè)置在高溫機(jī)與循環(huán)閃蒸器之間，用以將循環(huán)用熱水輸送至高溫機(jī)中；

34、氣液分離器，其設(shè)置在循環(huán)用熱水輸送管路上，用以防止循環(huán)閃蒸器輸出的蒸汽進(jìn)入循環(huán)用熱水輸送管路中；

35、高溫機(jī)，其與循環(huán)用熱水輸送管路相連，用以將循環(huán)用熱水加熱升溫至目標(biāo)溫度熱水和排出目標(biāo)溫度蒸汽；

36、目標(biāo)溫度蒸汽輸送管路，其與高溫機(jī)相連，用以將目標(biāo)溫度蒸汽輸送至次級(jí)換熱器；

37、降溫目標(biāo)蒸汽循環(huán)管，其與次級(jí)換熱器相連，用以將經(jīng)過(guò)換熱后的降溫目標(biāo)蒸汽循環(huán)輸送至初級(jí)換熱器中；

38、換熱蒸汽輸送管路，其與中間經(jīng)濟(jì)器相連，用以將換熱蒸汽輸送至第二氣液體分離器；

39、第二氣液分離器，其與換熱蒸汽輸送管路相連，用以對(duì)換熱蒸汽中的液態(tài)成分進(jìn)行分離以輸出純凈換熱蒸汽至高溫機(jī)中；

40、換熱蒸汽回氣管路，其與第二氣液分離器相連，用以將純凈換熱蒸汽輸送至高溫機(jī)；

41、第二壓力傳感器，其設(shè)置在循環(huán)用熱水輸送管路上，用以對(duì)循環(huán)用熱水輸送管路的內(nèi)部壓力進(jìn)行檢測(cè)；

42、第二高壓表，其設(shè)置在循環(huán)用熱水輸送管路上；

43、目標(biāo)溫度蒸汽溫度傳感器，其設(shè)置在第二高壓表與高溫機(jī)之間的循環(huán)用熱水輸送管路上，用以對(duì)目標(biāo)溫度蒸汽的溫度進(jìn)行檢測(cè)；

44、換熱蒸汽溫度傳感器，其設(shè)置在換熱蒸汽回氣管路上，用以對(duì)純凈換熱蒸汽的溫度進(jìn)行檢測(cè)；

45、換熱蒸汽回氣壓力傳感器，其設(shè)置在換熱蒸汽溫度傳感器與第二氣液分離器之間的換熱蒸汽回氣管路上，用以對(duì)純凈換熱蒸汽在換熱蒸汽回氣管路中的壓力進(jìn)行檢測(cè)。

46、進(jìn)一步地，所述動(dòng)力模塊還包括：

47、壓縮機(jī)排出管，其與所述壓縮機(jī)相連，用以將壓縮機(jī)輸出的制冷劑壓縮氣體混合物輸送至油分離器；

48、油分離器，其與所述壓縮機(jī)排出管相連，用以對(duì)所述混合排出物中的潤(rùn)滑油進(jìn)行分離；

49、毛細(xì)管，其與所述油分離器相連，用以將所述潤(rùn)滑油循環(huán)輸送至制冷劑回氣管路中；

50、第一氣液分離器，其與所述毛細(xì)管相連，用以對(duì)所述蒸發(fā)器輸出的制冷劑氣體中的液態(tài)制冷劑進(jìn)行分離以輸出純凈制冷劑氣體至壓縮機(jī)中；

51、第一循環(huán)管，其與所述油分離器相連，用以將氣態(tài)壓縮制冷劑輸送至中間經(jīng)濟(jì)器；

52、制冷劑氣體輸送管路，其設(shè)置在蒸發(fā)器與第一氣液分離器相連，用以將制冷劑氣體輸送至第一氣液分離器；

53、制冷劑回氣管路，其設(shè)置在第一氣液分離器與壓縮機(jī)之間且與毛細(xì)管相連，用以將潤(rùn)滑油重新輸入至壓縮機(jī)中，以及將純凈制冷劑氣體輸送至壓縮機(jī)中；

54、第一壓力傳感器，其與所述第一循環(huán)管相連；

55、第一高壓表，其設(shè)置在所述油分離器與所述第一壓力傳感器之間；

56、排氣溫度傳感器，其設(shè)置在壓縮機(jī)排出管上，用以對(duì)壓縮機(jī)排出管的制冷劑壓縮氣體的溫度進(jìn)行檢測(cè)；

57、回氣溫度傳感器，其設(shè)置在制冷劑回氣管路上，用以檢測(cè)純凈制冷劑氣體的溫度；

58、制冷劑氣體回氣壓力傳感器，其設(shè)置在回氣溫度傳感器與第一氣液分離器之間，用以對(duì)制冷劑回氣管路的氣體壓力進(jìn)行檢測(cè)；

59、其中，所述第一壓力傳感器和所述第一高壓表互相配合以對(duì)第一循環(huán)管內(nèi)的氣壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

60、進(jìn)一步地，所述熱能交換模塊還包括：

61、蒸發(fā)風(fēng)機(jī)，其與所述蒸發(fā)器相連，用以將外界中的熱量傳遞至所述蒸發(fā)器中；

62、光學(xué)式氣體密度傳感器，其與所述蒸發(fā)器相連，用以檢測(cè)所述蒸發(fā)器的蒸發(fā)氣體的分布密度；

63、第一溫度傳感器，其與所述蒸發(fā)器的制冷劑輸入管道相連，用以檢測(cè)所述制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器時(shí)的溫度；

64、第二溫度傳感器，其與所述蒸發(fā)器的制冷劑氣體輸送管路相連，用以檢測(cè)制冷劑氣體在制冷劑氣體輸送管路中的溫度。

65、進(jìn)一步地，若所述制冷劑的熱效率的平均值小于預(yù)設(shè)熱效率的平均值，則判定所述壓縮機(jī)的壓縮過(guò)程不符合要求，減小所述壓縮機(jī)對(duì)所述制冷劑的氣體體積的壓縮比例。

66、進(jìn)一步地，若所述蒸發(fā)器的空氣進(jìn)入流量小于預(yù)設(shè)空氣流量，則判定所述蒸發(fā)器的熱量流通的流暢性不符合要求，減小所述蒸發(fā)風(fēng)機(jī)的單次最大風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整幅度。

67、進(jìn)一步地，在調(diào)整蒸發(fā)風(fēng)機(jī)的單次最大風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速后，若所述蒸發(fā)氣體的分布密度小于預(yù)設(shè)氣體的分布密度，則判定所述蒸發(fā)器的熱量流通的流暢性不符合要求，使用所述壓縮機(jī)對(duì)制冷劑進(jìn)行初步壓縮。

68、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置熱能交換模塊、動(dòng)力模塊以及控制模塊，通過(guò)根據(jù)蒸汽機(jī)熱效率的平均值來(lái)判定冷凝器的壓縮情況，克服了制冷劑的循環(huán)狀態(tài)不符合要求的情況；根據(jù)蒸發(fā)器空氣進(jìn)入流量來(lái)初步判定蒸發(fā)器的熱量流通情況，克服了由于熱量交換不充分導(dǎo)致蒸發(fā)器的換熱效率下降的問(wèn)題；根據(jù)蒸發(fā)器的蒸發(fā)氣體的分布密度對(duì)蒸發(fā)器的熱量流通進(jìn)行二次判定，克服了由于蒸發(fā)不均勻?qū)е碌闹评鋭┰诤罄m(xù)循環(huán)中出現(xiàn)局部壓力過(guò)高的問(wèn)題；提高了制冷劑循環(huán)的穩(wěn)定性和高效性。

69、進(jìn)一步地，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置預(yù)設(shè)熱效率的平均值，并在蒸汽機(jī)的運(yùn)行情況不正常時(shí)對(duì)壓縮機(jī)的壓縮比例進(jìn)行調(diào)整，克服了由于在循環(huán)過(guò)程中部分制冷劑附著在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，或由于壓縮機(jī)壓縮的制冷劑壓力過(guò)大導(dǎo)致冷凝器的進(jìn)氣管的擺動(dòng)過(guò)大，從而造成結(jié)構(gòu)的部分材料落入制冷劑中隨制冷劑一起循環(huán)，導(dǎo)致制冷劑成分不純或損失過(guò)大的問(wèn)題，提高了換熱的效率。

70、進(jìn)一步地，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置預(yù)設(shè)空氣流量，并在蒸發(fā)器的熱量流通不流暢時(shí)降低蒸發(fā)風(fēng)機(jī)的單次最大風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整幅度，克服了由于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整前后的轉(zhuǎn)速的差異太大引起風(fēng)向的變化從而將風(fēng)機(jī)外殼上的粉塵打擊下來(lái)，從而導(dǎo)致蒸發(fā)器的吸收熱量的結(jié)構(gòu)發(fā)生堵塞的問(wèn)題，提高了蒸發(fā)器的工作效率。

71、進(jìn)一步地，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置預(yù)設(shè)氣體的分布密度，并在蒸發(fā)器的吸入氣流不穩(wěn)定時(shí)設(shè)置壓縮機(jī)對(duì)制冷劑進(jìn)行初步壓縮，克服了由于制冷劑在自發(fā)蒸發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的氣體在與外部吸入的氣體進(jìn)行熱量交互時(shí)，自發(fā)蒸發(fā)過(guò)程產(chǎn)生的制冷劑氣體的交互過(guò)程不連續(xù)導(dǎo)致對(duì)蒸發(fā)器的運(yùn)行產(chǎn)生干擾的問(wèn)題，提高了蒸發(fā)器的運(yùn)行效果。